KR101536918B1

KR101536918B1 - 티 포트 래들

Info

Publication number: KR101536918B1
Application number: KR1020140080488A
Authority: KR
Inventors: 김민기; 유진호
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2015-07-15
Also published as: KR20140095038A

Abstract

본 발명은 슬래그 배제 시 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 측벽부의 내벽에 용탕이 충돌을 완화시키면서 용탕을 완만하게 안내하는 유도연와를 축조함으로써, 교반가스에 의해 교반되는 용탕으로 인해 측벽부의 내벽이 손상되는 것을 막아 내벽의 사용수명을 연장할 수 있게 하는 티 포트 래들에 관한 것으로, 용탕을 수강할 수 있는 수용공간을 한정하는 바닥부 및 원통형 측벽부를 가지는 본체; 수용공간과 연결되고 용탕을 출탕시킬 수 있도록 측벽부의 외측면 하부에서부터 상부 측으로 연장되는 출탕부; 및 슬래그 배제를 위한 본체 경동 시 바닥부로부터 주입되는 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 측벽부의 내벽에 배치되어 용탕이 부드럽게 교반되도록 안내하는 유도연와;를 포함한다.

Description

티 포트 래들{TEA POT LADLE}

본 발명은 티 포트 래들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬래그 배제 시 교반가스에 의해 교반되는 용탕의 반복적인 충돌로부터 측벽부의 내벽을 보호할 수 있게 하는 티 포트 래들에 관한 것이다.

일반적으로 워크롤은 수직식 또는 수평식 원심주조법, 또는 정치식주조법에 의해 제작된다.

원심주조법을 이용한 워크롤의 제작은 원심주조용 몰드를 이용하여 외층재를 형성한 후, 외층재의 내부에 내층재를 형성하여 제작된다.

이러한 원심주조법을 이용한 워크롤 제작 시 원심주조용 몰드로 주입되는 외층재용 용탕(이하 "용탕"이라 한다)은 티 포트 래들을 통해 주입된다.

관련 선행기술로는 한국공개특허 제 2004-0029888 호(공개일자: 2004년 04월 08일, 명칭:"레이들")가 있다.

본 발명은 슬래그 배제 시 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 측벽부의 내벽에 용탕이 충돌을 완화시키면서 용탕을 완만하게 안내하는 유도연와를 축조함으로써, 교반가스에 의해 교반되는 용탕으로 인해 측벽부의 내벽이 손상되는 것을 막아 내벽의 사용수명을 연장할 수 있게 하는 티 포트 래들을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 티 포트 래들은, 용탕을 수강할 수 있는 수용공간을 한정하는 바닥부 및 원통형 측벽부를 가지는 본체; 수용공간과 연결되고 용탕을 출탕시킬 수 있도록 측벽부의 외측면 하부에서부터 상부 측으로 연장되는 출탕부; 및 슬래그 배제를 위한 본체 경동 시 바닥부로부터 주입되는 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 측벽부의 내벽에 배치되어 용탕이 부드럽게 교반되도록 안내하는 유도연와;를 포함할 수 있다.

구체적으로 유도연와는, 측벽부의 내벽을 형성하는 측벽연와와 동일한 형상을 가지면서 측벽연와들과 함께 측벽부의 내벽을 형성하는 몸체부; 및 수용공간과 마주하는 몸체부의 일측면 상에서 수용공간 측으로 연장되는 돌출부;를 포함할 수 있다.

구체적으로 돌출부는, 몸체부의 폭과 동일한 폭을 가지면서 몸체부의 상부면과 수평하게 이어지도록 돌출되는 돌출 상부면; 돌출 상부면의 연장단에서 수직하게 하측으로 연장되는 돌출 측면; 및 돌출 측면의 연장단에서 몸체부의 일측면으로 오목한 곡률로 연장되는 돌출 하부면;을 포함할 수 있다.

더 구체적으로 돌출 상부면은 몸체부 두께의 길이에 대하여 0.55~0.65 비율의 돌출 길이를 가지도록 연장될 수 있다.

더 구체적으로 돌출 측면은 몸체부 높이의 길이에 대하여 0.035~0.045 비율의 길이를 가지도록 연장될 수 있다.

더 구체적으로 돌출 하부면은 몸체부 높이의 길이에 대하여 0.1~0.2 비율의 오목한 곡률반경을 가지도록 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 티 포트 래들은 유도연와를 슬래그 배제 시 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 측벽부의 내벽에 축조함으로써, 슬래그를 배제하기 위해 티 포트 래들을 경동하더라도 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 유도연와의 돌출 하부면을 따라 부드럽게 교반되기 때문에 교반가스에 의해 교반되는 용탕으로 인해 측벽부의 내벽이 손상되는 것을 막아 내벽의 사용수명을 연장할 수 있게 하는 이점이 있다.

도 1은 종래 슬래그 배제 작업을 나타낸 도면이며,
도 2는 본 발명에 따른 티 포트 래들을 나타낸 단면도이고,
도 3은 도 2에 도시된 유도연와를 확대하여 나타낸 사시도이며, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 티 포트 래들을 이용한 슬래그 배제 작업 시 교반가스에 의한 용탕의 흐름을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

원심주조법을 이용한 워크롤의 제조과정에서 외층재는 원심주조용 몰드에 외층재용 용탕을 주입한 후 원심주조용 몰드를 고속으로 회전시켜 제조된다.

외층재용 용탕은 용해로에서 출강되어 티 포트 래들에 장입되고, 외층재용 용탕이 장입된 티 포트 래들은 원심주조용 몰드 측으로 이송되는데, 이렇게 티 포트 래들에 장입되어 원심주조용 몰드 측으로 이송된 용탕은 아르곤 가스(이하 "교반가스"라 한다.)에 의한 교반을 실시하면서 슬래그 배재 작업을 거친 후 원심주조용 몰드에 주입하게 된다.

도 1은 종래 슬래그 배제 작업을 나타낸 도면으로서, 외층재용 용탕이 장입된 티 포트 래들(10)에서 슬래그를 배제하기 위해서는, 우선 용탕이 장입된 티 포트 래들(10)을 피트장(12) 내에 위치시킨 상태 하에서 슬래그가 응집되도록 슬래그 조제재를 용탕에 투입시킨 후, 슬래그가 응집되면 티 포트 래들(10)을 대략 30도 정도 경동시킨다. 이렇게 티 포트 래들(10)이 작업자 측으로 경동되면 작업자는 갈고리 등을 이용해 응집된 슬래그를 긁어서 제거하게 되는데, 이러한 슬래그 배제 시에도 티 포트 래들(10)의 바닥에서는 교반가스 공급관(P)을 통해 용탕 교반을 위해 교반가스가 주입된다.

그런데, 전술한 바와 같은 슬래그 배제 작업에서는 티 포트 래들(10)이 경동되기 때문에 티 포트 래들(10)의 바닥으로부터 주입되는 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 티 포트 래들(10)의 측벽부 내벽에 반복적으로 충돌하는 문제점이 있었으며, 이러한 반복적인 충돌로 인해 내벽이 파손되고, 그로 인해 티 포트 래들(10)의 사용수명이 짧아지는 또 다른 문제점이 있었다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 티 포트 래들을 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 티 포트 래들(100)은 용탕이 수강되는 수용공간(S)을 가지는 본체(110)와, 수용공간(S)에 수강된 용탕을 출탕시키는 출탕부(130)를 포함한다.

먼저, 본체(110)는 원판형상의 바닥부(112)와, 바닥부(112)의 외곽에서 바닥부(112)의 상부 측으로 수직하게 연장되는 원통형상의 측벽부(120)를 포함한다.

바닥부(112)는 도시된 바와 같이 바닥철피(114)와 바닥철피(114)의 내측에 축조되는 바닥연와(116)를 포함한다. 이때 바닥부(112)에는 교반가스를 안내하는 교반가스 공급관(P)이 연결되는 교반가스 주입구(118)가 형성된다. 교반가스 주입구(118)는 용탕 장입 시 필러(filler)에 의해 폐쇄되며, 교반가스 주입 시 주입되는 교반가스에 의해 개구되는 것을 누구나 알 수 있을 것이다.

그리고 측벽부(120)는 도시된 바와 같이 측벽철피(122)와 측벽철피(122)의 내측에 축조되어 측벽부(120)의 내벽을 형성하는 다수의 측벽연와(124)를 포함한다. 이렇게 바닥부(112)와 측벽부(120)로 이루어진 본체(110)는 도시된 바와 같이 통상의 용기형상을 가지는데, 본체(110)의 내측으로는 용탕이 수강되면서 출탕부(130)와 연결되는 수용공간(S)이 마련된다.

출탕부(130)는 측벽부(120)의 측벽철피(122)의 하부에서 측벽철피(122)의 상부 측으로 연장되는 대략 관 형상의 탕구철피(132)와, 탕구철피(132)의 내측에 축조되는 탕구연와(134)를 포함한다. 이때 탕구연와(134)는 내측으로 용탕이 출탕될 수 있도록 출탕유로(O)가 형성되는데, 출탕유로(O)는 도시된 바와 같이 본체(110)의 수용공간(S)과 연결된다.

즉, 수용공간(S) 내의 용탕은 수용공간(S)의 하부와 연결되는 출탕부(130)의 출탕유로(O)로 유입되고, 출탕유로(O)로 유입된 용탕은 출탕유로(O)를 따라 안내되어 원심주조용 몰드 내로 주입된다.

한편, 본 발명에 따른 티 포트 래들(100)은 측벽부(120)에 제공되는 유도연와(140)를 더 포함한다.

유도연와(140)는 측벽부(120)의 내벽을 형성하는 측벽연와(124)에 사이에 하나 이상 배치된다. 즉 유도연와(140)는 슬래그 배제 시 교반가스 주입구(118)에 연결된 교반가스 공급관으로부터 주입되는 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 부분에 배치된다.

이와 같은 유도연와(140)는 측벽연와(124)와 동일한 형상을 가지면서 측벽연와(124)들과 함께 측벽철피(122)의 내부에 축조되어 측벽부(120)의 내벽을 형성하는 몸체부(142)와, 용탕이 수용되는 수용공간(S)과 마주하는 몸체부(142)의 일측면 상에서 수용공간(S) 측으로 연장되는 돌출부(144)를 포함한다.

돌출부(144)는 도 3에 도시된 바와 같이 몸체부(142)의 폭(w)과 동일한 폭(W)을 가지면서 몸체부(142)의 상부면과 수평하게 이어지도록 돌출되는 돌출 상부면(146)과, 돌출 상부면(146)의 연장단에서 수직하게 하측으로 연장되는 돌출 측면(148), 및 돌출 측면(148)의 연장단에서 몸체부(142)의 일측면으로 오목한 곡률로 연장되는 돌출 하부면(150)으로 이루어진다.

이때 돌출 상부면(146)은 몸체부(142) 두께의 길이(t)에 대하여 0.55~0.65 비율의 돌출 길이(T)를 가지도록 연장되며, 돌출 측면(148)은 몸체부(142) 높이의 길이(v)에 대하여 0.035~0.045 비율의 길이(V)를 가지도록 연장된다. 그리고 돌출 하부면(150)은 몸체부(142) 높이의 길이(v)에 대하여 0.1~0.2 비율의 오목한 곡률반경(R)을 가지도록 형성된다.

여기서 몸체부(142)의 두께의 길이(t)에 대비하여 돌출 상부면(146)의 돌출 길이(T)가 0.55 미만이면, 종래와 같이 용강의 충돌로 인해 내벽 파손되며, 몸체부(142)의 두께의 길이(t)에 대비하여 돌출 상부면(146)의 돌출 길이(T)가 0.65를 초과하게 되면, 용해로에서 용탕 출강 시 낙하는 용탕과 접촉하여 파손될 우려가 있다.

또한 몸체부(142) 높이의 길이(v)에 대비하여 돌출 측면(148)의 길이(V)가 0.035 미만이면, 돌출부(144)의 끝단이 얇아져 쉽게 파손될 우려가 있으며, 몸체부(142) 높이의 길이(v)에 대비하여 돌출 측면(148)의 길이(V)가 0.045를 초과하게 되면, 티 포트 래들(100) 내 용탕에 와류가 형성되어 원활한 유동이 일어나지 않게 된다.

또한 몸체부(142) 높이의 길이(v)에 대비하여 돌출 하부면(150)의 곡률반경(R)이 0.1 미만이면, 버블링에 의한 용탕 충격을 완화시키지 못해 시간이 지날수록 돌출부(144)의 파손이 진행되며, 몸체부(142) 높이의 길이(v)에 대비하여 돌출 하부면(150)의 곡률반경(R)이 0.2를 초과하게 되면, 용탕의 교반이 원활하지 못하게 된다.

이와 같이 형성된 본 발명에 따른 티 포트 래들(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 슬래그를 배제하기 위해 티 포트 래들(100)을 경동하더라도 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 유도연와(140), 즉 돌출부(144)의 돌출 하부면(150)을 따라 부드럽게 교반(도 4의 화살표 참조)되기 때문에 교반가스에 의해 교반되는 용탕으로 인해 측벽부(120)의 내벽이 손상되는 것을 막아 내벽의 사용수명을 연장할 수 있게 한다.

상기와 같은 티 포트 래들(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100 : 티 포트 래들 110 : 본체
112 : 바닥부 114 : 바닥철피
116 : 바닥연와 118 : 교반가스 주입구
120 : 측벽부 122 : 측벽철피
124 : 측벽연와 130 : 출탕부
132 : 탕구철피 132 : 탕구철피
134 : 탕구연와 140 : 유도연와
142 : 몸체부 144 : 돌출부
146 : 돌출 상부면 148 : 돌출 측면
150 : 돌출 하부면

Claims

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용탕을 수강할 수 있는 수용공간을 한정하는 바닥부 및 원통형 측벽부를 가지는 본체;
상기 수용공간과 연결되고 용탕을 출탕시킬 수 있도록 상기 측벽부의 외측면 하부에서부터 상부 측으로 연장되는 출탕부; 및
슬래그 배제를 위한 상기 본체 경동 시 상기 바닥부로부터 주입되는 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 상기 측벽부의 내벽에 배치되어 용탕이 부드럽게 교반되도록 안내하는 유도연와;를 포함하고,
상기 유도연와는,
상기 측벽부의 내벽을 형성하는 측벽연와와 동일한 형상을 가지면서 상기 측벽연와들과 함께 상기 측벽부의 내벽을 형성하는 몸체부; 및
상기 수용공간과 마주하는 상기 몸체부의 일측면 상에서 상기 수용공간 측으로 연장되는 돌출부;를 포함하고,
상기 돌출부는,
상기 몸체부의 폭과 동일한 폭을 가지면서 상기 몸체부의 상부면과 수평하게 이어지도록 돌출되는 돌출 상부면;
상기 돌출 상부면의 연장단에서 수직하게 하측으로 연장되는 돌출 측면; 및
상기 돌출 측면의 연장단에서 상기 몸체부의 일측면으로 오목한 곡률로 연장되는 돌출 하부면;을 포함하며,
상기 돌출 상부면은 상기 몸체부 두께의 길이에 대하여 0.55~0.65 비율의 돌출 길이를 가지도록 연장되는 것을 특징으로 하는 티 포트 래들.
용탕을 수강할 수 있는 수용공간을 한정하는 바닥부 및 원통형 측벽부를 가지는 본체;
상기 수용공간과 연결되고 용탕을 출탕시킬 수 있도록 상기 측벽부의 외측면 하부에서부터 상부 측으로 연장되는 출탕부; 및
슬래그 배제를 위한 상기 본체 경동 시 상기 바닥부로부터 주입되는 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 상기 측벽부의 내벽에 배치되어 용탕이 부드럽게 교반되도록 안내하는 유도연와;를 포함하고,
상기 유도연와는,
상기 측벽부의 내벽을 형성하는 측벽연와와 동일한 형상을 가지면서 상기 측벽연와들과 함께 상기 측벽부의 내벽을 형성하는 몸체부; 및
상기 수용공간과 마주하는 상기 몸체부의 일측면 상에서 상기 수용공간 측으로 연장되는 돌출부;를 포함하고,
상기 돌출부는,
상기 몸체부의 폭과 동일한 폭을 가지면서 상기 몸체부의 상부면과 수평하게 이어지도록 돌출되는 돌출 상부면;
상기 돌출 상부면의 연장단에서 수직하게 하측으로 연장되는 돌출 측면; 및
상기 돌출 측면의 연장단에서 상기 몸체부의 일측면으로 오목한 곡률로 연장되는 돌출 하부면;을 포함하며,
상기 돌출 측면은 상기 몸체부 높이의 길이에 대하여 0.035~0.045 비율의 길이를 가지도록 연장되는 것을 특징으로 하는 티 포트 래들.
용탕을 수강할 수 있는 수용공간을 한정하는 바닥부 및 원통형 측벽부를 가지는 본체;
상기 수용공간과 연결되고 용탕을 출탕시킬 수 있도록 상기 측벽부의 외측면 하부에서부터 상부 측으로 연장되는 출탕부; 및
슬래그 배제를 위한 상기 본체 경동 시 상기 바닥부로부터 주입되는 교반가스에 의해 교반되는 용탕이 반복적으로 충돌하는 상기 측벽부의 내벽에 배치되어 용탕이 부드럽게 교반되도록 안내하는 유도연와;를 포함하고,
상기 유도연와는,
상기 측벽부의 내벽을 형성하는 측벽연와와 동일한 형상을 가지면서 상기 측벽연와들과 함께 상기 측벽부의 내벽을 형성하는 몸체부; 및
상기 수용공간과 마주하는 상기 몸체부의 일측면 상에서 상기 수용공간 측으로 연장되는 돌출부;를 포함하고,
상기 돌출부는,
상기 몸체부의 폭과 동일한 폭을 가지면서 상기 몸체부의 상부면과 수평하게 이어지도록 돌출되는 돌출 상부면;
상기 돌출 상부면의 연장단에서 수직하게 하측으로 연장되는 돌출 측면; 및
상기 돌출 측면의 연장단에서 상기 몸체부의 일측면으로 오목한 곡률로 연장되는 돌출 하부면;을 포함하며,
상기 돌출 하부면은 상기 몸체부 높이의 길이에 대하여 0.1~0.2 비율의 오목한 곡률반경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 티 포트 래들.